Estructura de la Tierra. La Tierra está formada por numerosas capas, algunas externas y otras internas. La estructura de la Tierra se organiza en varios grupos según su estado: sólido o semilíquido, líquido o gas. La corteza del planeta Tierra es una fina capa formada por placas rígidas que se apoyan sobre el manto superior.
Su estructura interna está formada por tres capas:
- Corteza terrestre
- Manto
- Núcleo.
También se diferencian otras capas:
- Litósfera
- Astenosfera
Tanto el manto como el núcleo, se dividen en:
- Externo
- Interno.
Estas capas están divididas entre sí por discontinuidades. La discontinuidad que separa la corteza del manto externo se denomina:
- Discontinuidad de Mohorovicic; la que separa el manto externo del manto interno se llama.
- Discontinuidad de Repetti; la que divide al manto interno con el núcleo externo es la.
- Discontinuidad de Gutenberg; y aquella que desune al núcleo externo del núcleo interno se denomina.
- Discontinuidad de Lehman.
Estructura de la Tierra. Corteza terrestre
La corteza terrestre es la capa más superficial de la Tierra. Su espesor varía entre 12 Km en los océanos y 80Km en las zonas montañosas de los continentes. Es una capa rocosa (formado por rocas).
La corteza terrestre, especialmente en sus zonas continentales, es la parte más heterogénea de la Tierra, y está sometida a cambios continuos provocados por la acción de fuerzas antagónicas, las endógenas o constructoras del relieve (orogénesis, vulcanismo, etc.) y las exógenas o destructoras del relieve (erosión).
Se pueden distingues 3 capas que constituyen la corteza terrestre:
- 1. Capa sedimentaria superficial: discontinua, constituida por rocas sedimentarias, cuyo espesor puede llegar en ciertas zonas continentales a varios miles de metros, mientras que, en los fondos oceánicos, raramente supera los 500-1000 m y en ciertas zonas de los mismos faltan por completo.
- 2. Capa granítica intermedia (corteza continental): constituida por rocas de composición semejante a la del granito (rocas ácidas, de alto contenido de SiO2y bajo contenido de Fe y Mg). El espesor de esta capa es de 35-40 km bajo los continentes (salvo en las zonas de colisión, en las que puede rebasar los 50 km), faltando por completo en los fondos oceánicos. Antiguamente se le denominaba SIAL, debido a su composición predominante de Silicio y Aluminio.
- 3. Capa basáltica inferior (corteza oceánica): constituida por materiales de composición muy semejante a la de los basaltos (rocas básicas, de bajo contenido en sílice, pero alto contenido de Fe y Mg). En los fondos oceánicos la falta de la capa granítica intermedia determina que la corteza oceánica se encuentre directamente bajo la capa sedimentaria y en los puntos donde falta esta aflora directamente debajo de las aguas. En la terminología antigua, esta capa se denominaba SIMA, por su composición predominantemente de Silicio y Magnesio.
Estructura de la Tierra. Manto
El manto se extiende desde los 35-45 kilómetros hasta los 2.900, lo que significa aproximadamente la mitad del radio de la Tierra y representa el 87% del volumen total de la Tierra. Constituida por rocas más densas, donde predominan los silicatos.
El manto contiene una enorme cantidad de aguas (se estima que muchísima más que el océano) en estado de fluido supercrítico a altas temperaturas y presiones.
El manto se puede subdividir en 3 zonas diferentes:
- Manto superior: Comienza en la zona del Moho (zona de separación del manto de la corteza) y abarca unos 400 Km. de profundidad.
- Zona de transición: Es la zona intermedia entre el manto superior y el inferior. Tiene un espesor de 300 Km.
- Manto inferior: Es la capa del manto que se localiza entre 700 y 2900 Km de profundidad.
Es una capa intermedia dispuesta inmediatamente encima del núcleo y debajo de la corteza terrestre, que se extiende desde los 2900 km de profundidad (discontinuidad de Gutenberg, que la separa del núcleo) hasta la discontinuidad de Mohorovicic, que la separa de la corteza terrestre.
El manto representa aproximadamente el 83% del volumen del globo terrestre y el 65% de su masa.
Sobre la composición de los materiales del manto se admite en general que está formado por rocas ultra básicas (muy bajo contenido de SiO2 y una gran cantidad de Fe y Mg) que contienen grandes cantidades de olivino y piroxenos.
Dentro del manto, se encuentra la denominada zona de transición, que se encuentra situada entre los 400 y los 660 km.
El manto, especialmente en sus zonas más superficiales, presenta desde el punto de vista geológico gran importancia, pues con toda seguridad la corteza terrestre se formó por diferenciación magmática a partir de los materiales del manto superior. Por otra parte, numerosos e importantes fenómenos geológicos que afectan a la corteza terrestre como la orogénesis, el vulcanismo, los fenómenos sísmicos, etc., tienen su origen en el manto superior.
La fuerza motriz que provoca los más importantes cambios en la corteza terrestre tiene su origen en el manto subcortical y se trata simplemente de las corrientes de convección existentes en el mismo. El primero en sostener la existencia de corrientes de convección en el manto fue Vening-Meinesz, en 1948, quien suponía que ciertas áreas locales o regionales del manto, y debido a las altas temperaturas existentes, las rocas se dilataban y ascendían hasta zonas subcorticales, extendiéndose lateralmente bajo la corteza terrestre, enfriándose y descendiendo. En esencia, el mecanismo sería el mismo que se puede observar en el líquido contenido en un vaso cuando es expuesto a un rápido calentamiento.
Estructura de la Tierra. Núcleo
Es la capa más interna de la Tierra, extendiéndose desde la discontinuidad de Gutenberg, a 2900 km de profundidad, hasta el centro del globo terrestre. El núcleo representa aproximadamente el 14% del volumen de la Tierra y el 31-32% de su masa.
En la actualidad se considera que la composición del núcleo es de carácter metálico y que está constituido por hierro con cantidades menores de níquel y mucho menores aún de silicio metálico, azufre, oxígeno y carbono, estos dos últimos formando sulfuros y carburos metálicos respectivamente.
La densidad general de la Tierra es de 5.5 g/cm3, basada en cálculos hechos a partir de la Ley de la atracción gravitacional de Newton. Las rocas de la corteza tienen relativamente baja densidad, que va desde los 2.7 g/cm3 para el granito hasta los 3.0 g/cm3 para el basalto. Las rocas ultramáficas del manto, sin embargo, probablemente tengan una densidad de 3.3 g/cm3 en el manto superior, si bien la presión podría elevar este valor a cerca de 5.5 g/cm3 en la base del manto inferior.
Si la corteza y el manto, que contienen aproximadamente el 85% del volumen de la Tierra, están en o por debajo de la densidad promedio de la Tierra, entonces el núcleo debe ser demasiado denso para acerca ese promedio a los 5.5 g/cm3.
Los cálculos muestran que el núcleo debe tener una densidad de aproximadamente 10g/cm3 en el límite núcleo-manto, incrementándose a 12 o 13 g/cm3 en el centro de la Tierra. Esta enorme densidad sería suficiente para darle a la Tierra una densidad promedio de 5.5 g/cm3.
Bajo las grandes presiones existentes en el núcleo, una mezcla de hierro y níquel tendría una densidad ligeramente mayor a la requerida en el núcleo. La aleación hierro-níquel con una cantidad de elementos ligeros, tales como el oxígeno, potasio, azufre o silicio tendría la densidad necesaria. Por lo tanto, muchos geólogos piensan que esta mezcla constituye en núcleo.
Pero estudios recientes de densidad por sí mismos difícilmente son evidencia convincente de que el núcleo es una mezcla de hierro y níquel, pues muchas otras sustancias pesadas podrían estar en su lugar.
La hipótesis de una composición esencialmente férrica se basa en el hecho de que el hierro es uno de los elementos pesados de mayor abundancia en el sistema solar y es un elemento sumamente abundante en los meteoritos metálicos o sideritos. Los meteoritos, para muchos científicos son remanentes del material básico que creó nuestro propio sistema solar. Un estimado del 10% de los meteoritos está compuesto por hierro mezclado con pequeñas cantidades de níquel. Un material similar a estos meteoritos pudo haber ayudado a crear la Tierra, depositándose tal vez en el centro de la Tierra debido a su alta densidad; el otro 90% de los meteoritos está compuesto principalmente de rocas ultramáficas y quizás represente el material que compone el manto. La composición de esos meteoritos, entonces, podría decirnos de que está hecho el núcleo terrestre.
De esta manera, la combinación de la información sísmica y de densidad con las suposiciones basadas en la composición de los meteoritos, indicarían que el núcleo contiene hierro y níquel con al menos la parte más externa siendo líquida. La densidad de los materiales del núcleo, teniendo en cuenta la hipotética composición expuesta y las velocidades de transmisión de las ondas sísmicas a través del mismo, oscilará entre 10 gr/cm3, en sus zonas más externas, y 13.6 gr/cm3 en sus zonas más internas.
El núcleo metálico sería el principal factor estructural del campo magnético terrestre, al imantarse por instrucción debido a las corrientes eléctricas que circulan en el núcleo externo y en las capas profundas del manto.
Sobre las condiciones termodinámicas de los materiales del núcleo se tienen pocos datos, pero se admite que las presiones alcancen valores de varios centenares de miles de atmósferas y las temperaturas sean del orden de algunos miles de grados centígrados, como máximo 4000-5000 °C.
